BAB II LANDASAN TEORI
A. Sekolah Menengah Kejuruan SMK
Pendidikan kejuruan merupakan pendidikan yang mempersiapkan siswanya agar dapat bekerja dalam bidang tertentu setelah menyelesaikan
studinya, terutama yang ada kaitanya dengan teknologi. Usaha pemerintah untuk mewujudkan Pendidikan Nasional secara merata adalah dengan lebih
banyak mendirikan sekolah, baik sekolah umum maupun sekolah kejuruan. Sekolah Menengah Kejuruan merupakan salah satu jenis pendidikan kejuruan
formal di Indonesia yang diimbangi dengan kualitas tamatan yang mengutamakan perluasan pengetahuan dan peningkatan ketrampilan siswa
agar dapat melanjutkan ke jenjang pendidikan yang lebih tinggi, memasuki lapangan kerja dan mengembangkan sikap profesionalisme Depdikbud,
1998:9. Didirikannya sekolah kejuruan mempunyai tujuan agar lulusannya lebih siap bekerja dibandingkan dengan lulusan sekolah umum.
SMK N 5 Semarang adalah salah satu SMK Negeri yang ada di Kota Semarang. SMK N 5 Semarang memiliki tujuan yang sangat berguna bagi
siswa antara lain : 1.
Menyiapkan siswa memasuki lapangan kerja dan mengembangkan sikap profesionalisme.
2. Menyiapkan tenaga untuk mengisi kebutuhan dunia usaha dan industri
pada saat ini maupun di masa yang akan datang.
8
3. Menyiapkan tamatan agar menjadi warga negara yang produktif, adaptif
dan kreatif, untuk itu SMK N 5 Semarang menyelenggarakan pendidikan teori, praktek maupun praktek kerja Industri.
Banyaknya perusahaan atau industri yang menggunakan peralatan mesin dengan teknologi modern dan untuk mengembangkan industri teknologi
dewasa ini maka dibutuhkan lulusan dari SMK yang memiliki kemapuan sesuai yang dibutuhkan oleh dunia industri maka keberadaan SMK kelompok
Teknologi dan Industri sampai saat ini masih mendominasi kuantitas SMK di Indonesia dibandingkan SMK kelompok yang lain.
B. Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan KTSP
Kurikulum adalah seperangkat rencana dan pengaturan mengenai tujuan, isi, dan bahan pelajaran serta cara yang digunakan sebagai pedoman
penyelenggaraan kegiatan pembelajaran untuk mencapai tujuan pendidikan tertentu. Kurikulum disusun oleh satuan pendidikan untuk memungkinkan
penyesuaian program pendidikan dengan kebutuhan dan potensi yang ada di daerah.
Pengembangan KTSP yang beragam mengacu pada standar nasional pendidikan untuk menjamin pencapaian tujuan pendidikan nasional. Standar
nasional pendidikan terdiri dari standar isi, proses, kompetensi lulusan, tenaga kependidikan, sarana dan prasarana, pengelolaan, pembiayaan dan penilaian
pendidikan. Standar Isi ISI dan Standar Kompetensi Lulusan SKL merupakan acuan utama bagi satuan pendidikan dalam mengembangkan
kurikulum.
1. Prinsip-prinsip Pengembangan KTSP :
a. Berpusat pada potensi, perkembangan, kebutuhan, dan kepentingan
siswa dan lingkungannya; b.
Beragam dan terpadu; c.
Tanggap terhadap perkembangan ilmu pengetahuan, teknologi dan seni; d.
Relevan dengan kebutuhan kehidupan; e.
Menyeluruh dan berkesinambungan; f.
Belajar sepanjang hayat; g.
Seimbang antara kepentingan nasional dan kepentingan daerah.
2. Tujuan Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan KTSP di SMK N 5
Semarang :
a. Mempersiapkan peserta didik agar menjadi manusia produktif, mampu
bekerja mandiri, mengisi lowongan kerja sebagai tenaga kerja tingkat menengah, sesuai dengan kompetensi dalam program keahlian
pilihannya; b.
Membekali peserta didik agar mampu memilih karir, ulet, gigih dalam berkompetensi, beradaptasi di lingkungan kerja dan mengembangkan
sikap profesionalisme dalam bidang yang diminatinya. c.
Membekali peserta didik dengan ilmu pengetahuan, teknologi, dan seni ketrampilan sebagai bekal dikemudian hari untuk melanjutkan jenjang
pendidikan yang lebih tinggi. KTSP SMK N 5 TPTL, 2008:1
3. Tujuan Program Keahlian Teknik Pemanfatan Tenaga Listrik di
SMK N 5 Semarang :
a. Mendidik peserta didik dengan keahlian dan ketrampilan dalam
program keahlian Teknik Pemanfatan Tenaga Listrik, agar dapat bekerja dengan baik secara mandiri sebagai tenaga kerja tingkat
menengah. b.
Mendidik peserta didik agar mampu memilih karir, berkompetensi dan mengembangkan sikap profesional dalam program keahlian Teknik
Pemanfatan Tenaga Listrik. c.
Membekali peserta didik dengan ilmu pengetahuan, teknologi, dan seni ketrampilan sebagai bekal dikemudian hari untuk melanjutkan jenjang
pendidikan yang lebih tinggi. KTSP SMK N 5 TPTL, 2008:2
C. Materi Penelitian
1. Pengukuran
Mengukur bermaksud membandingkan suatu besaran kuantitas yang belum diketahui besar atau harganya dengan besaran lain yang
diketahui besarnya Wasito S, 1985 : 1. Besaran yang sudah pasti yang dimaksudkan diatas adalah suatu
besaran yang telah diketahui nilainya secara pasti, dengan jalan membandingkan terhadap besaran standar atau patokannya. Pengukuran
menjadi hal yang sangat penting dengan semakin berkembangnya teknologi dan peralatan yang digunakan oleh manusia. Semakin
kompleksnya sebuah peralatan menjadikan ketepatan fungsi dari bagian –
bagian hal yang sangat penting. Sehingga diperlukan ketepatan dari peralatan
– peralatan tersebut mengingat banyaknya permasalahan yang muncul dalam pengukuran.
Menurut Mellvile B. Stout dalam bukunya Basic Electrical Measurement, menyatakan bahwa;
“Measurement on the other hand is corecned in the main with
setting up concrete that can be used in the laboratory to determine the quantites commonly
used
in pra ctical work resistance, current, voltage, etc.
“ Mellvile B. Stout, 1986 : 15
Jadi mengukur utamanya adalah menset standar konkrit yang dapat digunakan dalam laboratorium untuk menggambarkan kuantitas yang biasa
digunakan dalam pekerjaan praktek, mulai dari tahanan, arus, tegangan, dan lain-lain. Secara teori, prosedur pemeliharaannya unit-unit pengukuran
semata-mata oleh kegunaan standar secara luas dari batasan-batasan pokok yang secara bersama-sama meningkatkan penyimpangan dari semua
standar yang tidak dapat dideteksi dengan perbandingan dan akan meningkatkan laju penyimpangan secara keseluruhan dari tiap unit alat
ukur.
2. Ketepatan Alat Ukur
Menurut Mellvile dalam bukunya Basic Electical Measerement,
disebutkan bahwa: “ Precice –
sharply or clearly defined; strictly accurate; axact” “ Accurate –
comforming exactly to truth or to a standard” Mellvile B. Stout, 1986 : 16
Ketepatan adalah prasyarat yang di perlukan untuk suatu ketelitian, tetapi ketepatan bukan jaminan ketelitian. Ketelitian yaitu harga terdekat
suatu pembacaan instrument ukur mendekati harga sebenarnya dari variabel yang diukur, ketelitian berarti pengukuran secara hati
– hati dalam bentuk ketelitian standar yang telah diketahui. Kesalahan
error
adalah simpangan atau selisih dari harga sebenarnya dari variabel yang diukur.
Selama tidak ada pengukuran dengan ketepatan yang lengkap, studi tentang
kesalahan diperlukan
dalam studi
proses pengukuran,
kenyataannya kita tidak harus membuat semua pengukuran dengan derajat ketelitian yang tinggi, selama masih dibawah kondisi yang diberikan itu
sudah cukup.
3. Instrumen Ukur Listrik
Instrumen ukur listrik digunakan untuk menentukan nilai besaran suatu kuantitas atau variabel mengenai gejala kelistrikan yang
sesungguhnya pada suatu bagian kecil. Jika bukan gejala listrik, pengukuran dapat dilakukan secara langsung, tetapi suatu tenaga
dihasilkan oleh gaya elektromagnetis oleh arus – arus atau antara arus dan
medan magnet permanen. Tenaga ini di gunakan untuk memutar barang melawan sebuah pegas dan membelokkan penunjuk pada sebuah skala
yang telah disesuaikan. Beberapa alat ukur di buat dengan tenaga untuk member efek pengukuran dan metode yang banyak digunakan adalah torsi
yang di hasilkan oleh gaya elektromagnetik. Dalam mempelajari pengukuran dikenal beberapa istilah Willam D.
Coper, 1985:1, yaitu :
a. Ketelitian
accurasy
: harga terdekat dengan mana suatu pembacaan instrumen mendekati harga sebenarnya dari variabel yang diukur.
b. Ketepatan
presisi
: suatu ukuran kemampuan untuk hasil pengukuran yang serupa.
c. Sensitivitas
sensitivity
: perbandingan antara sinyal keluaran atau respons instrumen terhadap perubahan masukan atau variabel yang
diukur. d.
Kesalahan
error
: penyimpangan variabel yang diukur dari harga nilai yang sebenarnya.
Dengan menggunakan alat yang tepat dapat di harapkan hasil pengukuran yang baik. Untuk pekerjaan instalasi diperlukan berbagai jenis
alat ukur Sri Waluyanti, 2008:22-23. Alat ukur listrik dikelompokkan menjadi dua, yaitu :
1 Alat ukur standarabsolut :
Alat ukur absolut maksudnya adalah alat ukur yang menunjukkan besaran dari komponen listrik yang diukur dengan
batas-batas pada konstanta dan penyimpangan pada alat itu sendiri. Ini menunjukkan bahwa alat tersebut tidak perlu dikalibrasi atau
dibandingkan dengan alat ukur lainnya lebih dahulu. Alat ini juga di gunakan sebagai alat untuk menunjukkan besarnya kecilnya arus
listrik atau menyatakan ada tidaknya arus listrik. Contoh dari alat ukur ini adalah Galvanometer.
2 Alat ukur sekunder :
Alat ukur sekunder maksudnya adalah semua alat ukur yang menunjukkan harga besaran listrik yang diukur dan dapat ditentukan
hanya dari simpangan alat ukur tersebut. Sebelumnya alat ukur sudah
dikalibrasi dengan membandingkan pada alat ukur standarabsolut. Contoh dari alat ukur ini adalah alat ukur listrik yang sering
dipergunakan sehari-hari yaitu AVO meter yaitu alat ukur yang digunakan untuk mengukur tegangan, arus, hambatan listrik.
4. Klasifikasi Kelas Alat Ukur
Kelas pada alat ukur pada prinsipnya adalah nilai penyimpangan hasil pengukuran yang di perbolehkan sampai pada batas maksimal
toleransi, yang ditunjukkan dalam delapan kategori atau spesifikasi ketelitian alat ukur Standar IEC:
International Elektotecnical Commission.
No.12B-23. Hubungan antara kelas meter dengan persentase kesalahan pada skala penuh di tunjukkan pada tabel 3.
Tabel 3. Persentase kesalahan pada skala penuh kelas meter Kelas Meter
0,05 0,1
0,2 0,5
1,0 1,5
2,5 5
Persentase Kesalahan
±0,05 ±0,1 ±0,2
±0,5 ±1,0 ±1,5
±2,5 ±5
Nilai persentase ini secara relatif digunakan pada batas maksimum. Dengan menggunakan batas ukur maksimum yang ampir mendekati nilai
yang akan diukur, maka skala penunjuk dari alat ukur akan lebih menjamin ketelitian hasil pengukuran Ahmad Kusnandar, 1999:24.
Di tinjau dari kepentingannya, maka alat ukur di klasifikasi menurut pemakaian menjadi 4 golongan, yaitu :
Alat ukur dari kelas 0,05; 0,1; 0,2 masuk golongan alat ukur denan ketelitian yang tinggi. Alat ukur tersebut biasanya ditempatkan pada
laboratorium yang standar, dan digunakan dalam pengukuran sub standar pada eksperimen yang memerlukan tingkat ketelitian tinggi atau menguji
alat ukur lainnya. Alat ukur kelas 0,5 dipergunakan untuk pengukuran presisi. Pada
umumnya alat ukur portabel termasuk dalam kelas ini dan berada di Badan LIPI.
Alat ukur dari kelas 1,0 mempunyai presisi dan ketelitian pada tingkat yang lebih rendah pada kelas 0,5 dan dipergunakan alat ukur
portabel yang kecil atau ditempatkan pada panel besar dan berada di PLN. Alat ukur dari kelas 1,5 ; 2,0; 2,5 sampai 5 dipergunakan alat ukur
portabel yang kecil atau ditempatkan pada panel besar yang hasil pengukurannya tidak mementingkan presisi dan ketelitian berada di dunia
pendidikan Observasi, 2009.
D. AVO Meter
AVO meter sering disebut multimeter atau multitester, alat ini biasa dipakai untuk mengukur harga resistansi tahanan, tegangan AC Alternating
Current, tegangan DC Direct Current, arus AC dan arus DC. AVO meter sangat penting fungsinya dalam setiap pekerjaan elektronika maupun listrik
karena dapat membantu menyelesaikan pekerjaan dengan mudah dan cepat. Berdasarkan prinsip kerjanya ada dua jenis AVO meter yaitu
multimeter Analog
moving coil
dan Multimeter Digital. Kedua jenis ini tentu berbeda satu dengan lainnya, tetapi ada beberapa kesamaan dalam hal
operasionalnya, misalnya sumber tenaga yang dibutuhkan berupa baterai DC
dan probekabel penyidik warna merah dan hitam. Pada AVO meter digital, hasil pengukuran dapat terbaca langsung berupa angka-angka digit yang
tampil pada layar
display
, sedangkan AVO meter analog hasil pengukuran dibaca lewat penunjukan jarum pada papan skala. Sehingga untuk
memperoleh hasil ukur, harus dibaca berdasarkan range atau divisi. AVO meter analog lebih umum atau banyak dipakai digunakan karena harganya
lebih murah dari pada jenis AVO meter digital, sehingga disini yang kita bahas adalah AVO meter analog.
1. Kontruksi AVO Meter
Secara umum kontruksi AVO Meter terdiri dari beberapa bagian menurut asas kumparan putar Moving Coil :
Gambar 1. Kontruksi AVO meter
Dari gambar AVO meter dapat dijelaskan bagian-bagian dan fungsinya :
a. Sekrup pengatur kedudukan jarum penunjuk
Zero Adjust Screw
, berfungsi untuk mengatur kedudukan jarum penunjuk dengan cara
PAPAN SKALA JARUM PENUNJUK
SEKRUP PENGATUR POSISI JARUM
PRESET BATAS UKUR
RANGE SAKLAR PEMILIH
TOMBOL PENGATUR POSISI JARUM
OUT + COMMON -
KOTAK METER
memutar sekrupnya ke kanan atau ke kiri dengan menggunakan obeng pipih kecil.
b. Saklar pemilih
Range Selector Switch
, berfungsi untuk memilih posisi pengukuran dan batas ukurannya. AVO meter biasanya terdiri dari
empat posisi pengukuran, yaitu : 1
Posisi Ohm berarti AVO Meter berfungsi sebagai ohmmeter,
yang terdiri dari tiga batas ukur : x 1; x 10; dan x 1000 . 2
Posisi ACV Volt AC berarti AVO Meter berfungsi sebagai voltmeter AC yang terdiri dari lima batas ukur : 10; 50; 250; 500;
dan 1000. 3
Posisi DCV Volt DC berarti AVO meter berfungsi sebagai voltmeter DC yang terdiri dari lima batas ukur : 10; 50; 250; 500;
dan 1000. 4
Posisi DCmA miliampere DC berarti AVO meter berfungsi sebagai mili amperemeter DC yang terdiri dari tiga batas ukur : 0,25; 250;
dan 500. Tetapi ke empat batas ukur di atas untuk tipe AVO meter yang satu dengan yang lain batas ukurannya belum tentu sama.
c. Lubang kutub
–
Common Terminal
, berfungsi sebagai tempat masuknya test lead kutub - yang berwarna hitam.
d. Jarum penunjuk meter
Knife
–
edge Pointer
, berfungsi sebagai penunjuk besaran yang diukur.
e. Lubang kutub +
V A Terminal
, berfungsi sebagai tempat masuknya test lead kutub + yang berwarna merah.
f. Skala
Scale
, berfungsi sebagai skala pembacaan meter. g.
Tombol pengatur jarum penunjuk pada kedudukan zero
Zero Ohm Adjust Knob
, berfungsi untuk mengatur jarum penunjuk pada posisi nol.
Caranya : saklar pemilih diputar pada posisi Ohm, test lead + merah dihubungkan ke test lead
– hitam, kemudian tombol pengatur kedudukan 0
diputar ke kiri atau ke kanan sehingga menunjuk pada kedudukan 0 .
h. Saklar pemilih polaritas
Polarity Selector Switch
, berfungsi untuk memilih polaritas DC atau AC.
i. Kotak meter
Meter Cover,
berfungsi sebagai tempat komponen- komponen AVO meter.
2. Prinsip Kerja AVO Meter
Alat ukur AVO meter termasuk jenis alat kumparan putar yang bekerja atas dasar prinsip dari adanya suatu kumparan listrik,
ditempatkan pada medan magnet, yang berasal dari suatu magnet pemanen. Arus yang dialirkan melalui kumparan akan menyebabkan
kumparan tersebut berputar. Alat ukur kumparan putar tidak hanya dapat digunakan untuk mengukur arus searah, akan tetapi juga dapat digunakan
untuk arus bolak-balik. Magnet permanen yang memiliki kutub utara dan selatan dan diantara kutub-kutub tersebut ditempatkan suatu silinder inti
besi.
Gb. 2. Prinsip Kerja Alat Ukur Jenis Kumparan Putar
www.tpub.com, download: juli 2009
Hal tersebut akan menyebabkan terbentuknya medan magnet yang rata pada celah diantara kutub magnet dan silinder inti besi besi, yang
masuk melalui kutub-kutub ke dalam silinder, secara radial sesuai dengan arah-arah panah. Dalam celah udara ini ditempatkan kumparan yang
dapat melalui sumbu. Bila arus searah yang tidak diketahui besarnya mengalir melalui kumparan tersebut, suatu gaya elektromagnetik atau
yang mempunyai arah tertentu akan dikenakan pada kumparan putar, sebagai hasil antara arus dan medan magnet.
Arah dari gaya dapat ditentukan menurut ketentuan dari teori fleming Gambar 3. Besarnya dari gaya ini dapat diturunkan dengan
mudah. Pada setiap ujung dari sumbu, ditempatkan pegas yang salah satu ujungnya melekat padanya sedangkan ujung yang lain pada dasar tetap.
Setiap pegas akan memberikan gaya reaksinya yang berbanding lurus dengan besar sudut rotasi dari sumbu dan berusaha untuk menahan
perputaran. Jadi, dengan kata lain pegas memberikan pada sumbu yang berlawanan arahnya Soedjana, S. 2005: 3.
Gambar 3. Hukum Tangan Kiri Fleming
3. Metode Kalibrasi AVO Meter
a. Pengaturan Nol pada penunjukkan AVOmeter
Pengaturan penunjukkan avometer menuju titik nol di tunjukkan pada gambar 4. Hal ini dilakukan jika penunjukkan meter tidak pada
titik nol dengan cara memutar sekrupnya dengan menggunakan obeng pipih kecil.
diputar dengan obeng
Gambar 4. Pengaturan nol pada penunjukkan AVO meter.
b. Kalibrasi Peneraan
Kalibrasi atau sistem peneraan bagi pemakaian alat ukur sangat penting. Kalibrasi merupakan upaya untuk mencocokkan antara
avometer yang akan dikalibrasikan dengan AVOmeter standar, atau setidak
– tidaknya dengan AVOmeter yang di anggap mempunyai batas toleransi kesalahan yang relatif kecil sehingga diperoleh hasil
pengukuran sesuai dengan kelasnya. Kalibrasi dapat menigkatkan ketelitian pengukuran pada instrumen Sri Waluyanti, 2008 : 31 .
4. Spesifikasi dan Parameter AVO meter
a. Spesifikasi Umum Meter Analog
Dalam pembahasan ini dipilih contoh salah satu multimeter elektronik Sanwa YX-360 TRe meskipun tidak sebagus multimeter
elektronik yang mahal. Dengan alasan meter ini mudah didapat, digunakan dan kualitas memadai untuk banyak pemakaian.
Tabel 1. Spesifikasi Umum Meter Analog No
Item Spesifikasi
1 Proteksi rangkaian
Rangkaian dilindungi dengan sekering, bila tegangan AC diatas 230 V
2 Baterai Dalam
UM-3 1,5 Vx 2 3
Sekering Dalam 0,5 A250 V 5,2mm
Ǿ x 20 mm 4
Kal temp standar dan cakupan kelembapan
23 ± 2º C 45- 75 rRH 5
Temperatur kerja dan range 0-40 º C 80
6 Tahanan Tegangan
3KV AC antara terminal input dan case 7
Dimensi dan berat 159,5 x 129 x 41,5 mm mendekati 320 Gr
8 Assesoris
Salinan pedoman instruksi Instruction Manual
b. Cakupan Pengukuran dan Akurasi
Tabel 2. Cakupan pengukuran dan akurasi
Sumber: Sri Waluyanti, 2008:96
E. Prosedur Pengoperasian
1. Persiapan pengukuran
Sri Waluyanti, 2008:97 Sebelum pengoperasian meter dilakukan sesuai fungsinya dilakukan persiapan pengukuran untuk mendapatkan
hasil pengukuran terbaik. Langkah - langkah persiapan tersebut meliputi : a.
Atur posisi nol meter tepat pada harga nol. b.
Putar posisi nol sehingga menunjuk lurus kanan menunjuk nol. c.
Pilih cakupan yang tepat untuk item yang diukur atur knob pemilih cakupan yang sesuai.
d. Batas ukur dan skala pada setiap besaran yang diukur:
e. Tegangan searah DC volt, tegangan bolak-balik AC volt, arus
searah DC Amp, mA, A, arus bolak-balik AC amp resistansi Ohm, kilo ohm.
f. Sensitivitas yang dinyatakan dalam ohm-per-volt pada pengukuran
tegangan searah dan bolak-balik. g.
Ketelitian yang dinyatakan dalam . h.
Daerah frekuensi yang mampu diukur pada pengukuran tegangan bolak-balik misalnya antara 20 Hz sampai dengan 30 KHz.
i. Batere yang diperlukan.
2. Penggunaan AVO Meter
Pertama-tama jarum penunjuk meter diperiksa apakah sudah tepat pada angka 0 pada skala DCmA , DCV atau ACV posisi jarum nol di
bagian kiri dan untuk skala ohmmeter posisi jarum nol di bagian kanan. Jika belum tepat harus diatur dengan memutar sekrup pengatur
kedudukan jarum penunjuk meter ke kiri atau ke kanan dengan menggunakan obeng pipih - kecil.
Dalam memilih batas ukur tegangan atau arus perlu diperhatikan faktor keamanan dan ketelitian. Mulailah dari skala yang cukup besar
untuk keamanan alat, kemudian turunkanlah batas ukur sedikit demi sedikit. Ketelitian akan paling baik bila jarum menunjuk pada daerah
dekat dengan skala maksimum. Pada pengukuran tegangan searah maupun bolak-balik, perlu
diperhatikan sensitivitas meter yang dinyatakan dalam ohm per volt. Sensitivitas meter sebagai pengukur tegangan bolak-balik lebih rendah
daripada sensitivitas sebagai pengukur tegangan searah. Macam
– macam alat ukur AVO meter yang banyak dipakai atau dijumpai adalah sebagai berikut :
a. Ampere Meter DC
Gambar 5. Rangkaian Ampere Meter Arus DC
Alat ukur yang digunakan untuk mengukur arus listrik dinamakan Amperemeter. Gerakan dasar dari penunjukkan nilai arus
pada Amperemeter arus searah menggunakan prinsip kerja galvanometer PMMC
Permanent Magnet Moving Coil Movement Mechanisme
yang ditunjukkan gambar 6. Oleh karena penyimpangan penunjukkan pada galvanometer yang terkait dengan sensivitas arus
pada galvanometer dalam satuan A, maka untuk pengukuran arus yang
cukup besar diperlukan media untuk mengalirkan sebagian besar dari arus tersebut kedalam suatu tahanan yang dinamakan
shunt
yang ditunjukkan pada gambar 7. tahanan ini berfungsi sebagai alat
pembanding batas – batas yang diukur. Sehingga memungkinkan
Amperemeter bisa digunakan untuk mengukur arus yang besar.
Gambar 6.
Kontruksi Dasar PMMC www.alat ukur listrik.com, download: 6 Juli 2009
Gambar 7. Hubungan dasar amperemeter dengan tahanan
shunt
Pengukuran arus DC dari suatu sumber arus DC, saklar pemilih pada AVO meter diputar ke posisi DCmA dengan batas ukur
500 mA. Kedua test lead AVO meter dihubungkan secara seri pada rangkaian sumber DC.
Ketelitian paling tinggi didapatkan bila jarum penunjuk AVO meter pada kedudukan maksimum. Untuk mendapatkan kedudukan
maksimum, saklar pilih diputar setahap demi setahap untuk
mengubah batas ukurnya dari 500 mA; 250 mA; dan 0, 25 mA. Yang perlu diperhatikan adalah bila jarum sudah didapatkan kedudukan
maksimal jangan sampai batas ukurnya diperkecil lagi, karena dapat merusakkan AVO meter.
Pembacaan skala suatu pengukuran dilakukan dengan cara melihat secara langsung dari depan besaran dan skala yang telah
ditunjukkan pada Ampermeter sehingga jarum penunjuk dan banyangannya jadi satu baris yang ditunjukkan pada gambar 8.a
pembacaan dari samping menyebabkan kesalahan paralaks, yaitu kesalahan yang terjadi karena pergeseran pembacaan antara skala
dengan posisi melihat skala pembacaan yang ditunjukkan pada gambar 8.b.
Gambar 8.
a Pembacaan dari depan b Pembacaan dari samping
b. Volt Meter DC
Gambar 9.
Rangkaian Volt Meter Tegangan DC
Alat ukur yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik dinamakan voltmeter. Gerakan dasar dari penunjukkan nilai arus pada
voltemeter arus searah menggunakan prinsip kerja PMMC, penyimpangan penunjukkan galvanometer yang berkait dengan
sensivitas tegangan mempunyai satuan V, sedangkan pengukuran tegangan yang cukup besar diperlukan media untuk mengalirkan
sebagian besar dari tegangan tersebut ke dalam suatu tahanan yang dinamakan tahanan seri. Hubungan dasar dari voltmeter dan tahanan
seri ditunjukkan dalam gambar 10.
Gambar 10. Hubungan dasar voltmeter dan tahanan seri
Pengukuran tegangan DC misal dari baterai atau power supply DC, diawali AVO meter diatur pada kedudukan DCV
dengan batas ukur yang lebih besar dari tegangan yang akan diukur. Test lead merah pada kutub + Volt meter dihubungkan ke kutub
positip sumber tegangan DC yang akan diukur, dan test lead hitam pada kutub - Volt meter dihubungkan ke kutub negatip - dari
sumber tegangan yang akan diukur. Hubungan semacam ini disebut hubungan paralel.
Untuk mendapatkan ketelitian yang paling tinggi, usahakan jarum penunjuk meter berada pada kedudukan paling maksimum,
caranya dengan memperkecil batas ukurnya secara bertahap dari 1000 V ke 500 V; 250 V dan seterusnya.
Dalam hal ini yang perlu diperhatikan adalah bila jarum sudah didapatkan kedudukan maksimal jangan sampai batas ukurnya
diperkecil lagi, karena dapat merusakkan AVO meter. Pembacaan skala suatu pengukuran dilakukan dengan cara
melihat secara langsung dari depan besaran dan skala yang telah ditunjukkan pada AVO meter sehingga mata kita tegak lurus dengan
jarum meter dan tidak terlihat garis bayangan jarum meter. Pembacaan dari samping menyebabkan keslahan paralaks, yaitu
kesalahan yang terjadi karena pergeseran pembacaan antara skala dengan posisi melihat skala pembacaan.
c. Volt Meter AC
Gambar 11. Rangkaian Volt Meter Tegangan AC
Pengukuran yang cukup besar di perlukan media untuk mengalirkan sebaian besar dari tegangan tersebut ke dalam suatu
tahanan yang dinamakan tahanan seri. Pengukuran tegangan AC dari suatu sumber listrik AC, saklar
pemilih AVO meter diputar pada kedudukan ACV dengan batas ukur yang paling besar misal 1000 V. Kedua test lead Volt meter
dihubungkan ke kedua kutub sumber listrik AC tanpa memandang kutub positif atau negatif. Selanjutnya caranya sama dengan cara
mengukur tegangan DC di atas.
d. Ohm Meter
Gambar 12. Penggunaan Ohm Meter Untuk Hambatan
Alat untuk mengukur tahanan disebut Ohmmeter. Ohmmeter ini dapat digunakan untuk mengukur besar tahanan komponen listrik,
digunakan suatu rangkaian listrik maupun tahanan dari suatu rangkaian elektronika.
Pengukuran resistansi, diawali dengan pemilihan posisi saklar pemilih AVO meter pada kedudukan
dengan batas ukur x 1. Test lead merah dan test lead hitam saling dihubungkan dengan tangan
kiri, kemudian tangan kanan mengatur tombol pengatur kedudukan jarum pada posisi nol pada skala . Jika jarum penunjuk meter tidak
dapat diatur pada posisi nol, berarti baterainya sudah lemah dan harus diganti dengan DC baterai yang baru. Langkah selanjutnya
kedua ujung test lead dihubungkan pada ujung-ujung resistor yang akan diukur resistansinya.
Gambar 13. Cara pembacaan skala ohm meter
Analog Meter Resistor
Resistor
Cara membaca penunjukan jarum meter sedemikian rupa sehingga mata kita tegak lurus dengan jarum meter dan tidak terlihat
garis bayangan jarum meter. Supaya ketelitian tinggi kedudukan jarum penunjuk meter berada pada bagian tengah daerah tahanan.
Jika jarum penunjuk meter berada pada bagian kiri mendekati maksimum, maka batas ukurnya di ubah dengan memutar saklar
pemilih pada posisi x 10. Selanjutnya dilakukan lagi pengaturan jarum penunjuk meter
pada kedudukan nol, kemudian dilakukan lagi pengukuran terhadap resistor tersebut dan hasil pengukurannya adalah penunjukan jarum
meter dikalikan 10 . Apabila dengan batas ukur x 10 jarum
penunjuk meter masih berada di bagian kiri daerah tahanan, maka batas ukurnya diubah lagi menjadi K
dan dilakukan proses yang sama seperti waktu mengganti batas ukur x 10. Pembacaan hasilnya
pada skala K , yaitu angka penunjukan jarum meter dikalikan dengan 1 K .
3. Kesalahan Pengukuran pada AVO Meter
a. Berdasarkan Persentase Kesalahan
Untuk mengetahui baik tidaknya kerja salah satu alat ukur maka kesalahan merupakan salah satu ukuran yang penting Ahmad
Kusnandar, 1999:23. Kesalahan dari salah satu ukur di nyatakan dengan rumus :
Keterangan :
ε
= kesalahan alat ukur T = harga sebenarnya dari besaran yang di ukur
M = harga yang di dapat dari pengukuran alat ukur
Hasil bagi dari kesalahan alat ukur terhadap harga sebenarnya, yaitu ε T, di nyatakan sebagai kesalahan relative atau ratio kesalahan.
Data pengukuran yang sangat teliti adalah pengukuran dengan tingkat kesalahan yang sangat kecil.
Perbedaan harga ukur M dengan harga sebenarnya, yaitu :
Keterangan : α = koreksi kesalahan
T = harga sebenarnya dari besaran yang di ukur M = harga yang di dapat dari pengukuran alat ukur
M – T =
ε
T – M =
α
Contoh Aplikasi :
Ampermeter digunakan untuk mengukur arus yang besarnya 20 mA, ampermeter menunjukan arus sebesar 19,4 mA. Berapa kesalahan,
koreksi, kesalahan relatif, dan koreksi relatif. Jawab :
Kesalahan = 19,4
– 20 = - 0,6 mA Koreksi = 20
– 19,4 = 0,6 mA Kesalahan relatif = -0,620 . 100 = - 3
Koreksi relatif = 0,619,4 . 100 = 3,09
Perbandingan antara koreksi dan harga pengukuran, yaitu α M, di sebut ratio koreksi atau koreksi relative. Sebagai contoh : arus
dengan arga sebenarnya 25 A, setelah di ukur dengan alat ukur amperemeter mendapatkan hasil pengukuran 24,3 A. Dengan
demikian, koreksi kesalahan atau kesalahan secara persentil dari alat ukur amper ini adalah ± 0,7 A atau ± 2,8 .
Kesalahan yang diperoleh ε pada avometer diekspresikan dalam nilai prosentase pada skala penuh Soedjana, S. 2005: 19.
Alat ukur dengan batas ukur, misal : 1
ε pada Ampere meter pada kelas 1,0 adalah kesalahan 1 dari skala penuh. Ampere meter dengan batas ukur 100
mA dan ε = ± 1 atau ± 1 mA digunakan untuk mengukur arus sebesar 100 mA,
maka ε yang ditimbulkan adalah persentase ε untuk 100 mA = 1 mA 100 mA x 100= 1. Demikian seterusnya untuk kasus
pengukuran arus 50 mA dan 10 mA adalah : Per
sentase ε untuk 50 mA = 1 mA 50 mA x 100 = 2 Per
sentase ε untuk 10 mA = 1 mA 10 mA x 100 = 10
Contoh Aplikasi :
voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan yang besarnya 50 V, voltmeter tersebut menunjukan tegangan sebesar 48 V. Berapa nilai
kesalahan, koreksi, kesalahan relatif, dan koreksi relatif. Jawab :
Kesalahan = 48
– 50 = - 2 V Koreksi = 50
– 48 = 2 V Kesalahan relatif = - 250 . 100 = - 4
Koreksi relatif = 248 . 100 = 4,16
2 ε pada volt meter pada kelas 0,5 adalah kesalahan ± 0, 5 dari
skala penuh. Volt meter dengan batas ukur 100 V d an ε = ± 0, 5
atau ± 0, 5 V digunakan untuk mengukur arus sebesar 100 V, maka ε yang ditimbulkan adalah persentase ε untuk 100 V = 0,5 V 100
V x 100 = 0,5 . Demikian seterusnya untuk kasus pengukuran arus 50 mA dan 10 mA adalah:
Per sentase ε untuk 50 V = 0,5 V 50 V x 100= 1
Per sentase ε untuk 10 V = 0,5 V 10 V x 100= 5
b. Macam
– macam Kesalahan Pengukuran
Beberapa hal yang secara garis besar mempengaruhi ketidaktepatan pengukuran Sri Waluyanti,2008:6 adalah :
1 Kesalahan-kesalahan Umum
gross-errors
Kesalahan ini kebanyakan disebabkan oleh kesalahan manusia. diantaranya adalah :
a Kesalahan pembacaan alat ukur
Posisi pembacaan meter mata harus berada tegak lurus di atas jarum, agar jarum diproyeksikan dengan benar ke papan
skala. Kesalahan pembacaan dari samping menyebabkan kesalahan paralaks yaitu kesalahan yang terjadi karena
pergeseran pembacaan antara skala dengan posisi melihat skala pembacaan.
b Kesalahan penyetelan yang tidak tepat.
Kesalahan saat melakukan pengukuran besaran ACV tetapi selector fungsi berada di DCV atau lainnya.
c Pemakaian instrumen yang tidak sesuai.
Kesalahan pada saat melakukan pengukuran suatu besaran tertentu misalnya tegangan pada suatu rangkaian listrik dengan
meter fungsi seperti voltmeter yang seharusnya batas ukurnya lebih dari 250 V, tetapi posisi saat itu adalah 50 V.
d Kesalahan penaksiran
Kesalahan ini terjadi karena melakukan kesalahan penafsiran berdasarkan pembagian skala. Kesalahan tafsir di
pengaruhi oleh faktor tebal jarum, kehalusan pembagian skala, tebal garis
– garis pembagian skala, dan kelineran atau ketidaklineran pembagian skala Wasito, 1987:2-6.
2 Kesalahan-kesalahan sistematis
systematic errors.
Kesalahan ini disebabkan oleh kekurangan-kekurangan pada instrumen sendiri. Seperti kerusakan atau adanya bagian- bagian
yang aus dan pengaruh lingkungan terhadap peralatan atau pemakai. Kesalahan ini merupakan kesalahan yang tidak dapat
dihindari dari instrumen, karena struktur mekanisnya. Misalnya : a
Gesekan komponen yang bergerak terhadap bantalan dapat menimbulkan pembacaan yang tidak tepat.
b Tarikan pegas
hairspring
yang tidak teratur, perpendekan pegas, berkurangnya tarikan karena penanganan yang tidak tepat
atau pembebanan instrumen yang berlebihan. c
Kesalahan kalibrasi yang bisa mengakibatkan pembacaan instrumen terlalu tinggi atau terlalu rendah dari yang
seharusnya
3 Kesalahan acak yang tak disengaja
random errors
Kesalahan ini diakibatkan oleh penyebab yang tidak dapat langsung diketahui. Antara lain sebab perubahan-perubahan
parameter atau sistem pengukuran terjadi secara acak. Pada pengukuran yang sudah direncanakan kesalahan - kesalahan ini
biasanya hanya kecil. Tetapi untuk pekerjaan - pekerjaan yang memerlukan ketelitian tinggi akan berpengaruh. Sebagai contoh,
suatu tegangan diukur dengan Voltmeter dibaca setiap jam, walaupun instrument yang digunakan sudah dikalibrasi dan kondisi
lingkungan sudah diset sedemikian rupa, tetapi hasil pembacaan akan terjadi perbedaan selama periode
pengamatan. Untuk mengatasi kesalahan ini dengan menambah jumlah pembacaan dan
menggunakan cara-cara statistik untuk mendapatkan hasil yang akurat.
Setiap alat ukur tipe kumparan putar yang dipergunakan untuk alat ukur amper maupun volt yang telah direncanakan, terdapat di pasaran.
Sehingga batas kesalahannya sesuai dengan batas yang diperkenankan atau
sesuai dengan batas alat ukur tersebut. Hal lain yang mempengaruhi kesalahan, yaitu pengaruh medan magnet dan medan listrik, suhu,
pergeseran dari titik nol, gesekan, umur dan letak alat ukur Ahmad Kusnandar, 1999:25.
F. Persyaratan Kelengkapan Dan Kelayakan Alat Praktek
Persyaratan kelengkapan dan kelayakan alat ukur listrik yang digunakan antara lain:
1. Kelengkapan Peralatan
Kelengkapan berarti kegenapan, sedangkan alat berarti barang –
barang yang dipakai untuk mengerjakan sesuatu Pusat Pengembangan dan
Pembinaan Bahasa Depdikbud, 1989. Sedangkan yang dimaksud dengan alat disini adalah alat
– alat yang dipakai dalam melaksanakan Praktek Pengukuran Besaran Listrik.
Adapun standarisasi kerja yang optimal dengan memilki peralatan praktek lengkap Depdikbud, 1998 adalah :
a. Efesiensi penggunaan peralatan alat ukur praktek berkisar antara 60
sampai 80 . b. Peralatan selalu siap pakai dan aman yaitu semua alat ukur terhindar dari
kerusakan.
2. Kelayakan Alat Ukur Praktek
Kelayakan merupakan hal yang patut dipakai Kamus Besar Bahasa Indonesia,1989. Kelayakan yang dimaksud disini adalah alat ukur
praktek yang masih, patut atau layak dipakai untuk praktek pengukuran besaran listrik di SMK N 5 Semarang.
Meter dikatakan layak digunakan jika mempunyai kelas kesalahan yang diijinkan tergantung tempat meter digunakan. Meskipun meter
pabrikasi mempunyai kelas kesalahan kecil sejalan dengan umur pemakaian akan mempengaruhi ketelitian meter. Tuntutan ketelitian meter
laboratorium tentu berbeda dengan meter yang digunakan di bengkel. Meter hasil rakitan sebelum digunakan juga perlu diuji kelayakannya
untuk dilihat tingkat kesalahannya Sri Waluyanti, 2008: 82.
3. Faktor yang mempengaruhi Kelayakan Alat Ukur ditinjau dari
Kondisi Fisik atau Bagian Komponennya.
Kerusakan komponen alat ukur listrik juga mempengaruhi layak atau tidaknya fungsi pemakaiannya, yang dapat menimbulkan tingkat
kesalahan atau tingkat ketelitiaannya mengalami perubahan. Maka merawat dan memperbaiki alat ukur listrik merupakan suatu hal yang
wajib dilakukan, dengan tujuan agar alat ukur yang digunakan selalu dalam keadaan layak pakai atau kondisi yang baik Ahmad Kusnandar,
1999:78. Untuk mengecek kondisi alat ukur itu layak atau tidak, maka harus mengetahui kriteria bagian
– bagian atau fungsi komponen alat ukur multimeter tersebut seperti :
a. Jarum penunjuk tidak tepat di posisi nol sebelah kiri pada saat kedua
prob dihubungkan untuk pengukuran arus dan tegangan, dan sebelah kanan pada saat kedua prob dihubungkan untuk pengukuran tahanan.
Komponen yang harus di periksa yaitu : 1
Sumber batere alat ukur
Gambar 14. Batere Multimeter
Batere alat ukur merupakan sumber tegangan untuk menjalankan fungsi multimeter. Pengecekan dilakukan dengan
membuka meter dan mengukur tegangan baterai. Baterai baik jika jarum menyimpang dengan harga penunjukkan mendekati 9Volt.
Dalam pengetesan ini baterai kondisi baik Sri Waluyanti, 2008:131.
b. Multimeter tidak dapat digunakan untuk mengukur tegangan DC
maupun AC. Komponen yang harus di periksa yaitu : 1
Saklar pemilih fungsi selector berupa Potensiometer Apabila terjadi keadaan alat ukur tidak berfungsi dengan baik
maka kemungkinan terjadi kerusakan pada saklar pemilih yang disebabkan karena korosi, patah atau aus sehingga tidak terjadi
hubungan.
Gambar 15. Potensiometer
2 Prob penghubung
Gambar 16
.
Probe
penghubung
Gambar 17. Pengecekan Probe
penghubung
Probe penghubung berfungsi untuk menghubungkan alat ukur dengan rangkaian pengukuran. Untuk menguji probe cukup
dengan menggunakan ohmmeter. Apakah antara ujung – ujung probe
masih terhubung? Jika tidak tehubung maka dipastikan kabel prob tidak terhubung dengan ujung probe atau putus.
3 Fuse sekering pengaman
Gambar 18.a Posisi sekering dalam PCB Gambar 18.b Sekering
Sekering atau pengaman berfungsi untuk memutus rangkaian jika terjadi arus atau beban lebih pada alat ukur. Untuk meyakinkan
sekering tidak putus, sekering dikeluarkan dari tempatnya di papan
JEPITAN MONCONG BUAYA
ALIGATOR CLIP
KABEL PENYIDIK
PROBES
rangkaian dan dilakukan pengetesan dengan ohmmeter. Sekering tidak putus jika jarum menyimpang menuju nol Sri Waluyanti,
2008:130. 4
Moving coil jarum penunjuk.
Gambar 19. Moving Coil Jarum Penunjuk
Alat ukur yang kurang berfungsi dengan baik disebabkan karena Moving coil bisa putus dan pegas jarum penunjuk bisa rusak
karena korosi atau bengkok. Untuk memastikan moving coil rusak atau tidak, caranya dengan mengukur kedua kedua ujung kabel
moving coil menggunakan ohmmeter. Jika masih baik maka alat ukur ohmmeter akan menunjukkan nilai tahanan tertentu dan
biasanya nilai tahanannya kecil tetapi jika alat pada ohmmeter tidak menunjukkan nilai tahanan tertentu maka dapat dipastikan moving
coil putus. Untuk memeriksa pegas jarum penunjuk, cukup dengan
menarik jarum penunjuk ke arah kanan menggunakan tangan secara hati
– hati. Jika masih baik maka ketika jarum penunjuk yang ditarik ke kanan dilepas, akan kembali seperti semula. Jika tidak kembali
Output
Autotrafo
Input
pada posisi semula dengan pergerakan yang lambat maka dapat dipastikan pegas jarum penunjuk rusak.
G. Alat Bantu Uji Kelayakan Meter
Dalam mengukur dan mengetahui nilai besaran listrik diperlukan suatu alat bantu atau perantara untuk membandingkan meter presisi terhadap
meter standar dengan kelas ketelitian alat ukur yang telah ditentukan. Adapun alat tersebut, yaitu :
1. Autotransformator Auto Trafo
Autotransformator merupakan alat listrik yang digunakan untuk menaikkan dan menurunkan tegangan. Alat ini termasuk trafo yang dibuat
dengan rancangan berbeda, karena belitan primer dan belitan sekunder menggunakan satu belitan dan dapat menghasilkan tegangan AC dari 0
sampai 250 V untuk sumber tegangan 1 phasa.
Gambar 20. Rangkaian Listrik Auto Trafo
Autotrafo memiliki efisiensi yang baik sekali mendekati 98 dikarenakan rugi-rugi tembaga dan rugi inti trafo sangat kecil. Tetapi yang
harus diperhatikan pemasangan penghantar phasa dan netral tidak boleh terbalik.
Transformator Penyearah
Filter Stabilizer
Tegangan AC
DC
2. Power Supplay
Power supplay merupakan alat yang mengubah aliran listrik dari arus bolak
– balik AC menjadi arus searah DC yang bervoltase rendah. Dalam penelitian, alat ini digunakan untuk memberikan supplay berupa
tegangan atau arus pada rangkaian. Power supplay diperoleh dari tegangan AC dari jala
– jala arus bolak balik diturunkan oleh transformator kemudian disearahkan oleh rangkaian penyearah, selanjutnya disaring oleh
filter agar diperoleh tegangan DC yang hampir rata. Namun masih diperlukan penstabil tegangan karena tegangan yang dihasilkan dari filter
masih berubah – ubah.
Gambar 21 . Blok Diagram Power Supplay Catu Daya
H. Menentukan Uji Kelayakan Meter
Kategori